Die Endplatten eines Brennstoffzellenstapels dienen der homogenen Kraftverteilung, welche durch das Verspannsystem erzeugt wird. Die obere- und untere Endplatte müssen konstruktiv so gestaltet sein, dass die resultierende Verformung welche auf der Krafteinleitung beruht so gering wie möglichst ist. Eine ungewollte Verformung kann die Dichtheit sowie die elektrische Kontaktierung im Brennstoffzellenstapel negativ beeinflussen.
Eine Endplatte beinhaltet Kanäle zum Transport der Medien Wasserstoff, Sauerstoff und Kühlmittel. Neben den Medienanschlüssen, welche an der jeweiligen Mediendurchführung vorgesehen sind, können elektrische Anschlüsse sowie Sensorelemente zur Überwachung von Temperatur, Druck und Feuchtigkeit am Bauteil integriert sein.
Anforderungen
Endplatten müssen aufgrund der hohen geforderten Steifigkeit für eine homogene Krafteinleitung aus hochfesten Materialen gefertigt werden. Dafür kommen hochfeste Aluminiumlegierungen, hochfeste Kunststoffe oder Edelstähle in Frage. Für mobile Anwendungen ist ein wichtiger Faktor das geringe Gewicht der Komponenten. Im Vordergrund bei stationären Anwendungen ist die hohe Langzeitstabilität der Materialen. Bei der Materialauswahl ist insbesondere auf die Materialverträglichkeit mit den kontaktierten Medien Wasserstoff, Sauerstoff sowie Kühlmittel zu achten. Die Herstellung erfolgt beispielsweise über konventionelle Fertigungsverfahren wie Spitzguss- oder Aluminiumdruckgussverfahren.
Herausforderungen
Die Optimierung von Endplatten zielt darauf ab, das Gewicht zu reduzieren, die Fertigungskosten zu senken und gleichzeitig die mechanische Stabilität sowie die Langzeitzuverlässigkeit zu verbessern. Gegenstand der Forschung sind insbesondere der Einsatz neuer Verbundwerkstoffe, innovative Dichtkonzepte und eine verbesserte Integration von Sensorik und Medienführung.
